硫化物矿物中痕量元素的激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱微区分析进展

第一行过渡金属元素及痕量贵金属元素高度富集在硫化物矿物中,常形成具有工业意义的矿床,使得硫化物具有重大的经济价值。对天然硫化物矿物中的这些痕量金属元素丰度及其分布的研究,在矿石成因学、经济地质学、环境地球化学等领域具有重要的应用价值。激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)微区分析技术是一种强大的痕量元素分析工具,非常适合直接分析硫化物矿物中痕量元素的浓度及其空间分布。由于硫化物的激光剥蚀特性与硅酸盐及氧化物不同,分析校准用的标准物质又极度缺乏,严重阻碍了这一技术在硫化物矿物微区分析中的应用。本文评述了硫化物简介、硫化物中痕量金属元素分析的意义、LA-ICP-MS微区分析技术在硫化物矿物痕量元素分析中的优势及近年来的应用进展、硫化物分析中的干扰与校准、包含铂族元素及金的硫化物标准物质的研制进展及合成硫化物标准物质最有应用前景的方法。     

熔融玻璃片制样-X射线荧光光谱测定页岩中主量元素

熔融片法制样,用X射线荧光光谱法测定页岩样品中硅、铝、铁、钙、钾、镁、钠7个主量元素,以页岩、岩石、水系沉积物、土壤国家一级标准物质作为校准样品,使用理论α系数和经验系数相结合的方法校正基体效应。方法精密度(RSD,n=12)≤1.50%。分析结果与化学法进行对照基本一致。     

偏振激发-能量色散X射线荧光光谱法测定卤水中主量元素硫氯钾钙

用模拟卤水建立一套能量色散X射线荧光光谱法测定卤水中硫氯钾钙主量元素含量的方法。结果表明，方法连用于高盐度卤水的测试分析，一定浓度的Mg对测定结果没有明显的影响。方法的分析精密度（RSD，n=15）为0．97％～4．16％（除Ca外），检出限为S0．030g／L、C10．015g／L、K0．020g／L和Ca0．008g／L。卤水中S、Cl、K的测定结果与相应的重量法、滴定法、原子吸收光谱法结果相符。     

熔融制样—X射线荧光光谱法测定小取样量地球化学样品中的主量元素

X射线荧光光谱法(XRF)是地球化学标准物质均匀性检验的重要方法之一,但目前应用XRF法对标准物质进行均匀性检验还存在争议。由于均匀性检验要求称样量为最小取样量,而采用常规粉末压片或熔融制样进行XRF均匀性检验时称样量一般均大于最小取样量,得到的结果在理论上不足以支撑样品在最小取样量条件下是否均匀。本研究称取0.1 g样品,以四硼酸锂、偏硼酸锂和氟化锂(质量比为45∶10∶5)为混合熔剂,碘化氨为脱模剂,熔融制备样片;采用经验系数法建立了SiO₂、Al₂O₃、TFe₂O₃、MgO、CaO、Na₂O、K₂O、Ti、P和Mn共10个测量组分的标准曲线,各组分校正曲线的相关系数在0.997 3～1.000 0之间。对制样条件的实验优化结果表明,样品与熔剂比为1∶4,以2滴0.2 g/mL碘化氨为脱模剂,在1 050℃熔融10 min,熔融制得的样片成型效果最好。对方法参数进行了研究,各组分相对标准偏差值在0.2%～5.3%之间,相对误差小于...     

X射线荧光光谱法测定高锶高钡的硅酸盐样品中主量元素

用百分总和检查硅酸盐岩石全分析数据的质量是分析工作者的传统做法,但对于微量元素含量较高的样品,采用X射线荧光光谱法(XRF)进行测定,如果不考虑微量元素的含量及其对主量元素基体效应的影响,往往会使主量元素含量更加偏离真实值。本文针对Sr、Ba含量较高的硅酸盐样品,通过人工配制标准样品,扩大了Sr、Ba校准曲线的定量范围,主量元素校准中加入Sr、Ba的基体校正系数,达到了主量元素定量更加准确可靠的实际效果。采用此方法分析国家标准物质,各主量元素的精密度(RSD)均小于2%;分析不参加回归的标准物质和人工配制的标准样品,主量元素的测量值与标准值(或参考值)基本一致。该方法可以满足硅酸盐的测定要求,主量元素各项结果的加和能够达到《地质矿产实验室测试质量管理规范》的一级标准(99.3%～100.7%)。     

X射线荧光光谱法半定量分析高烧失量矿物的准确度研究

应用X射线荧光光谱半定量分析软件（SQX）分析未知样品时,SQX软件可对样品中的⁹F～⁹²U元素进行半定量分析,而对H₂O、C这些参数不能直接测定。对于烧失量和结晶水含量较高的铝土矿、CO₂含量较高的碳酸盐矿物、硫碳含量较高的硫化物金属矿等样品,平衡归一化计算时,未测定参数对样品中的Al₂O₃、SiO₂、CaO、MgO、Fe等主要元素分析结果影响较大,半定量分析数据的准确度较低。本文通过试验研究,提出了一种校正模式。该校正模式根据XRF半定量分析初步结果,选择性地对未知样品中的烧失量、结晶水、二氧化碳、硫等参数进行化学定量分析,将化学定量分析结果输入SQX,二次平衡归一计算得出新的半定量分析结果。实验结果表明,使用该校正模式分析铝土矿、碳酸盐矿物、硫化物金属矿中的多元素,平均准确度提高了2.6～4.5倍。本方法可快速、较为准确地测定铝土矿、碳酸盐矿物、硫化物金属矿等高烧失量矿物中的多元素。     

X射线荧光分析中熔融制样的稀释率和烧失量校正

介绍了熔融制样－Ｘ射线荧光江谱分析中，在采用理论ａ系数校正基体效应的基础上，提出经验系数法校正稀释率和烧失量，并编制了联机软件。经标样测定，结果吻合较好。     

高山一带寿山石的主矿物研究

应用化学分析、X射线衍射、红外光谱、扫描电镜、差热热重等分析手段对高山寿山石进行了主矿物的研究.X射线衍射分析表明,高山石的主要矿物成分是迪开石,其主要衍射峰为0.412 4 nm、0.379 9 nm和0.232 6 nm,测得其结晶度指数介于1.29～1.4,分析认为高山石为结晶度中等的有序迪开石.红外光谱图中,高山石的高频区出现3 696.39 cm-1,3 652 cm-1和3 620.35 cm-1的吸收峰,是典型的迪开石羟基吸收带分裂形成的3个吸收峰.差热热重实验分析也证实了高山寿山石的主矿物种属.另外,扫描电镜观察显示高山寿山石以细鳞片状和假六方板状为主.     

熔融制样-X射线荧光光谱法测定高磷铁矿中主量元素

采用熔融制样,加入钴元素(Co Kα)作为铁的内标元素,建立了熔融制样-波长色散X射线荧光光谱法测定高磷铁矿中主量元素的分析方法.用国家标准物质和人工合成标准参考物质拟合校准曲线,对熔融条件进行了研究,确定样品与复合熔剂(Li2B4O7:LiBO2:LiF=4.5:1:0.4)的熔融稀释比例为1︰25,650℃预氧化,并在1050℃温度下熔融完全,成片均匀,表面光滑,无气孔,符合测定的要求.本方法可以简单、快速、准确地测定高磷铁矿中的主量元素,满足日常生产对高磷铁矿石中的测定要求.     

熔融制样X射线荧光光谱法测定珍珠岩矿中主量元素

珍珠岩矿的化学成分对其膨胀特性有重要影响,是珍珠岩矿的重要质量指标,目前大多采用容量法、重量法、分光光度法、原子吸收光谱法等传统方法对各化学成分进行测定,操作复杂,而且不能满足主量元素同时测定的要求。本文采用熔融法制样,建立了X射线荧光光谱同时测定珍珠岩矿中主量元素(Si、Al、Fe、Ca、Mg、Ti、K、Na)的分析方法。样品制备试验结果表明,试样与四硼酸锂-偏硼酸锂(质量比67∶33)混合熔剂稀释比为1∶10,熔融温度为1050℃时,样品熔融完全,制备的熔片满足分析方法的要求,且克服了珍珠岩矿高温熔矿时由于膨胀不均匀而导致硅元素测量结果偏低的问题。通过仪器测量条件的优化,以国家标准物质和自制校准样品拟合校准曲线,并进行基体效应校正,实际矿区样品测量结果与化学分析法的测定值基本吻合。方法检出限小于0.05%,精密度(RSD,n=12)小于1.5%。本方法与经典分析方法相比,简便高效、绿色环保、精密度高、准确度好,一次熔矿能够同时测定珍珠岩矿中全部主量元素,满足了珍珠岩矿快速分析测试的需要。     

LA-ICP-MS微区原位准确分析含水硅酸盐矿物主量和微量元素

通过描述一种利用LA-ICP-MS准确测定含水硅酸盐矿物主量元素和微量元素含量的多外标、无内标分析方法.总结出该方法基于矿物化学计量式计算含水硅酸盐矿物中挥发分的相对含量,再将全部分析元素归一化到总金属氧化物含量(100%减含水量)的原理,利用多种天然成分的岩石标准玻璃(如MPI-DING玻璃和USGS玻璃)作为外标进行校正计算.利用该方法对角闪石、绿帘石、电气石和透闪石等含水硅酸盐矿物进行了分析,并与利用电子探针和微钻(直径300 μm)取样溶液-ICP-MS分析的结果进行了对比研究.研究结果表明:对于组成均一的主量元素的分析结果与电子探针分析数据一致,相对偏差集中在5%以内.除了那些分布异常不均一的元素(在300 μm尺度上),对微量元素的分析结果与溶液-ICP-MS分析结果具有很好的一致性,二者之间的相对偏差大部分集中在10%以内.研究结论为采用归一化校正策略,选择MPI-DING和USGS玻璃作为外标,利用LA-ICP-MS微区分析方法可以准确测定含水硅酸盐矿物中的主、微量元素含量.      

铜,镍高冰镍中主要硫化矿物的合成与研究

本文在合成高冰镍中主要矿物赫硫镍矿和辉铜矿的基础上,利用X射线衍射分析,光电能谱等手段研究赫硫镍矿晶体中镍、铜离子的存在状态。研究认为,镍以二价正离子和金属原子的形式存在于赫硫镍矿中。铜以一价化合态形式有限地取代镍离子进入赫硫镍矿的晶格,使其晶胞参数a增大0.0426,c增大0.0597。用电子探针分析,低温状态下赫硫镍矿含铜1.63wt%。     

主编絮语

第一行过渡金属元素及痕量贵金属元素高度富集在硫化物矿物中,常形成具有工业意义的矿床,使得硫化物具有重大的经济价值。对天然硫化物矿物中的这些痕量金属元素丰度及其分布的研究,在矿石成因学、经济地质学、环境地球化学等领域具有重要的应用价值。激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)微区分析技术是一种强大的痕量元素分析工具,非常适合直接分析硫化物矿物中痕量元素的浓度及其空间分布。由于硫化物的激光剥蚀特性与硅酸盐及氧化物不同,分析校准用的标准物质又极度缺乏,严重阻碍了这一技术在硫化物矿物微区分析中的应用。本文评述了硫化物简介、硫化物中痕量金属元素分析的意义、LA-ICP-MS微区分析技术在硫化物矿物痕量元素分析中的优势及近年来的应用进展、硫化物分析中的干扰与校准、包含铂族元素及金的硫化物标准物质的研制进展及合成硫化物标准物质最有应用前景的方法。     

Gold and Silver Minerals in Sulfide Ore

Geology of Ore Deposits - Abstract—Gold and silver are capable of forming stable natural compounds with different elements. For gold 36 minerals are known: 10 in the class “Native...     

The Development of Laser Ablation ICP-MS and Calibration Strategies: Examples from the Analysis of Trace Elements in Volcanic Glass Shards and Sulfide Minerals

This contribution presents a review of the recent developments in laser ablation inductively coupled plasma-mass spectrometry. We describe the important developments which have occurred in the laser systems used, leading to a spatial resolution of around 20 (im, and give an overview of the major instrument developments which have affected the geological applications of laser ablation ICP-MS. We describe the calibration of laser ablation for the analysis of trace elements in two different matrices: volcanic glass shards and sulfide minerals. We show how single glass shards can be analysed using the National Institute of Standards and Technology (NIST) glass certified reference materials for calibration and demonstrate the effect of using single spot analyses compared to rastering of the calibration sample. We show the importance of inter-shard variation and demonstrate that averaged single shard analyses produce data which compare well with bulk analyses. The calibration of the laser system for sulfide mineral analysis is discussed and two different strategies are proposed, one using spiked pressed powder pellets of sulfides and the other metal reference materials. We present conclusions and recommendations for the calibration of laser ablation ICP-MS instruments.     

Trace Element Distributions in Sulphides: Progress, Problems and Perspectives

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岩矿与单矿物中金的堆中子活化分析

痕量金的分析,目前采用的化学分析方法,由于灵敏度较差,不能满足地质上的要求。河南省局实验室的改进光谱法是目前推广的方法。中子活化分析法,由于其核的特征反应,所以具有灵敏度高、选择性好及取样量少的特点,对单矿物中金的分析是其它方法所不及的,且能进行多元素同时分析。     

一些硫化物矿物的晶体形貌学研究

论述了辰砂、雄黄、雌黄、辉锑矿、辉铋矿、毒砂、车轮矿、钽锰矿８种矿物的晶体形貌。文中所提供的全部形态测量结果是按Ｖ．Ｇｏｌｄｓｃｈｍｉｄｔ方法严格测量的新资料。